Отбраковка потенциально ненадежных элементов методами электротермотренировки (теоретическое обоснование эффективности и практические приемы выполнения)

Тренировка - это такой метод отбраковки, при котором эле­менты заставляют работать в определенных условиях окружающей среды и электрической нагрузки, выбранных таким образом, чтобы в процессе работы вызвать отказ у дефектных элементов, не по­вреждая хороших. К дефектным элементам относятся те, которые могут отказать в течение предполагаемого времени работы эле­ментов.

Перед тренировкой все элементы проверяются на соответст­вие техническим условиям (ТУ). Если они удовлетворяют требова­ниям ТУ, то их подвергают тренировке при заданных условиях на­грузки и затем производят повторную проверку соответствия тре­бованиям ТУ. При этом все элементы, не удовлетворяющие требо­ваниям ТУ, считаются отказавшими и удаляются из продукции. Оставшиеся элементы отправляются потребителю. Это позволит снабдить потребителя элементами, которые наверняка будут рабо­тать более длительное время.

Рассмотрим, каким образом тренировка позволяет обеспечить потребителя надежными элементами. Для этого воспользуемся распределением Вейбулла и будем считать, что оно достаточно хорошо описывает распределение времени до отказа элементов.

На рис.5.42 показаны графики зависимости интенсивности отказов от времени при нескольких значениях вейбулловского па­раметра формы β

. Если в >1, то трени­ровка приведет к увеличению интенсивности отказов за пери­од от t 1 до t 2 по сравнению с интенсивностью за тот же ин­тервал времени, начинающийся от нуля.

2. Если в = 1, то средняя интенсивность отказов постоянна на всем интервале времени и тренировка не улучшает и не ухудшает надежности выпускаемой продукции.

3. Если в < 1, то средняя интенсивность отказов на интервале от t 1 до t 2 ниже, чем она составляет за тот же интервал времени, начинающийся от нуля.

Таким образом, проведение тренировки с целью отбраковки имеет смысл только тогда, когда интенсивность отказов для данного типа элементов уменьшается со временем. Если вейбул-ловское распределение подходит для описания распределения вре­мени до отказа, то тренировка целесообразна тогда, когда па­раметр формы в < 1. При экспоненциальном законе распределе­ния времени до отказа тренировка не дает никакого эффекта, так как оно является частным случаем распределения Вейбулла при в=1.

Известно [22], что при нормальном распределении времени до отказа интенсивность отказов возрастает со временем. Поэтому для таких элементов как элементы коммутации, механические эле­менты, функционирование которых сопровождается износом, тре­нировка не оправдана, ибо для них справедлив нормальный закон распределения времени до отказа.

Чем меньше параметр формы в, тем более эффективной будет тренировка, в течение любого данного отрезка времени и, следова­тельно, тем меньше будет средняя интенсивность отказов элемен­тов, поставляемых потребителю.

В качестве примера можно указать, что наиболее распространённой является тренировка ИЭТ в течение 168 ч. (одна неделя) при температуре 125ºС. Такая тренировка может быть эквивалентна эксплуатации изделия в течение года при нормальной температуре.

Изделие под электрической нагрузкой помещают в камеру тепла.

ЭТТ активных ИЭТ может проводиться следующими различными методами в режимах: статическом с обратным смещением переходов; в статическом с прямым смещением переходов; в динамиче-ском с последовательным или параллельным возбуждением; энергоциклирования, то есть в режиме включено–выключено.

Температуры, при которых проводятся тренировки, составляют 55, 70, 85, 100, 125 и 150ºС. ЭТТ ведётся в специальных стендах при строгом контроле температуры.

В большинстве национальных стандартов, а также международных документов устанавливается объём и последовательность проведения отбраковочных испытаний ИС, в которых включается ЭТТ продолжительностью 48, 96, 168 часов.

Типичная температура испытаний составляет 125ºС, а длительность испытаний при ЭТТ берётся равной: минимально - 48 часов, максимально - 168